DS n° 4 :Quantité de matière- ondes sonores et ultrasonores

NOM :
Prénom :
19février 2014
DS n° 4 :Quantité de matière- ondes sonores et ultrasonores
Secondes 2- 5-7
La présentation des questions rédigées doit être soignée. Les réponses devront être argumentées .Veillez à donner vos
résultats numériques avec le bon nombre de chiffres significatifs La calculatrice et la classification périodique sont
autorisées.
Données nécessaires au devoir:
-1
-1
-1
Masses molaires atomiques: MC=12.0 g.mol MN=14.0 g.mol MH=1.0 g.mol MO=16.0 g.mol
-1
-1
Masses molaires moléculaires : M (C30H50) =410.0 g.mol M (C6H12O6)(glucose) =180.0 g.mol
Formules brutes des molécules : cholestérol : C27H46O
-1
Plus tard je serai……peut-être !
Pharmacien
en officine
C24 Soulager des maux légers
Guillaume doit conseiller une cliente qui a des aigreurs d’estomac
en
Guillaume
préconise ce mélange qui contient de l’hydroxyde d’aluminium et de l’hydroxyde de magnésium. A l’aide de la
classification périodique et de vos connaissances sur les ions, donner la formule chimique de ces principes actifs. On précise
qu’ils sont parfaitement insolubles dans l’eau
L’élément magnésium appartient à la deuxième colonne de la classification périodique, par propriété, l’ion magnésium est
2+
donc porteur de deux charges électriques positives excédentaires : Mg .
L’élément aluminium appartient à la troisième colonne de la classification périodique, par propriété, l’ion aluminium est donc
3+
porteur de trois charges électriques positives excédentaires : Al
L’ion hydroxyde est un ion polyatomique, porteur d’une charge électrique négative excédentaire : HO
L’hydroxyde d’aluminium à l’état solide a pour formule : Al(HO)3
L’hydroxyde de magnésium à l’état solide a pour formule : Mg(HO)2
Biologiste
C29 Analyses biochimiques
Romane, docteur en biologie dans un laboratoire d’analyses, analyse les examens d’un patient
-1
Glycémie : 1.23 g.L
-1
Cholestérol: 1.54 g.L
-1
Normalité : de 4.11 à 6.55 mmol.L
-1
Normalité : de 3.87 à 5.67 mmol.L
Doit-elle lui conseiller de prendre rendez-vous chez son médecin? Justifier
Etablissons une relation littérale entre la concentration massique et molaire
et
Remplaçons n par son expression en fonction de m
or
Donc
Appliquons numériquement à la glycémie et au cholestérol
Avec
C : concentration molaire
Cm : concentration massique
n : quantité de matière
m : masse de soluté
M : masse molaire du soluté
V : volume de la solution
Préparateur
C26-C30 Préparations de solutions
Marc doit préparer des solutions de glucose
-2
-1
On souhaite préparer une solution de glucose de concentration molaire C=2.0x10 mol.L . On dispose de glucose solide,
-1
-1
d’eau distillée et d’une solution aqueuse de glucose de concentration C 0 =5.0x10 mol.L
Proposer deux méthodes pour réaliser cette solution, faire tous les calculs nécessaires et présenter le protocole des opérations
Ces solutions peuvent se réaliser soit par dissolution en utilisant le glucose solide, soit par dilution en utilisant la solution mère de
glucose.
Dissolution du glucose
Il faut calculer la quantité de matière nécessaire
D’où
Il faut ensuite déterminer la masse à peser
D’où
Protocole de dissolution :
-Poser une coupelle sur une balance.
-Tarer.
-Peser
grammes de glucose.
-Rincer la fiole de volume V(L) avec de l’eau distill e, puis la vider.
-A l’aide d’un entonnoir à solide, verser les
grammes de glucose dans la fiole.
-La remplir ensuite d’eau distill e jusqu’aux trois quarts tout en rinçant la coupelle et les bords de la fiole pour ne
perdre aucune matière.
-Boucher et agiter jusqu’à dissolution complète.
-Finir de remplir avec l’eau distill e jusqu’au trait de jauge.
-Homogénéiser.
Dilution d’une solution mère de glucose
Calculons le facteur de dilution
Calculons le volume de solution mère à prélever
Protocole :
-Rincer la pipette jaugée deux fois ; une fois avec de l’eau distill e, une autre avec la solution-mère.
-Verser de la solution-mère dans le bécher.
-Prélever
mL de solution-mère avec la pipette jaugée.
-La verser dans la fiole jaugée de volume
.
-Remplir la fiole avec de l’eau distill e jusqu’aux trois quarts.
-Boucher et agiter.
-Finir de remplir la fiole avec de l’eau distill e jusqu’au trait de jauge.
-Homogénéiser.
Médecin du
sport
C27 Lutter contre le dopage
Laurine suspecte un dopage chez un sportif de haut niveau
La D-amphétamine C9H13N est une drogue parfois utilisée par certains sportifs peu scrupuleux pour améliorer leurs
performances.
Elle est probablement responsable de la mort de Tom Simpson sur les pentes du Ventoux en 1967.
Calculer la masse molaire de la D-amphétamine
Masse molaire : M
Pharmacien
chercheur
C28
Allergie aux adjuvants
Louis fait des recherches pour limiter les effets de certains adjuvants
7
le squalène de formule C30H50 stocké dans le corps de poissons cartilagineux est un constituant d'adjuvants à des vaccins renforçant la
réponse immunitaire. Un vaccin anti-grippal contient une masse m= 10 mg de squalène.
Quelle est la quantité de matière de squalène dans une dose de ce vaccin?
Quantité de matière : n
Ingénieur
Sébastien cherche à mettre au point un récepteur d’ultrasons
C33 Vitesse de propagation des ondes
Un émetteur ultrasonore est relié à un générateur de salves. L'émetteur est le siège d'oscillations très brèves, Le récepteur
transforme l’onde ultrasonore reçue en signal électrique de même fréquence que cette onde. L'émetteur et le récepteur,
placés dans un même milieu, en regard l'un de l'autre et à une distance donnée l, sont reliés à un oscilloscope à mémoire.
Les acquisitions sont transférées vers un tableur grapheur scientifique.
Les graphes ci-dessous donnent le signal capté par le récepteur. L'origine des dates t = 0 s est l'instant de l'émission. Selon
les milieux traversés on obtient les deux enregistrements figure 1 et figure 2 ci-dessous.
1. Sans faire de calcul; expliquer à l'aide des graphiques dans quel milieu la propagation des ultrasons est la plus rapide.
Le décalage temporel entre l’émission et la réception est plus faible dans l’eau, les ultrasons vont donc plus vite dans
l’eau que dans l’air.
2. L'émetteur et le récepteur sont séparés par une distance t = 20,0 cm. Calculer la vitesse de propagation des ultrasons
dans l’air .Faire un calcul d’incertitude
La vitesse théorique du son dans l’air est de 340m/s
Figure 1
Signal reçu par le récepteur dans l'air
Technicien de
laboratoire
Figure 2
Signal reçu par le récepteur dans l'eau
C31 Utilisation d’un oscilloscope
Matthieu analyse une onde
1. Déterminer la période et la fréquence de l'onde sachant
que les réglages de l'oscilloscope sont :
-6
Base de temps : 50μs / Div (µ = 10 )
Sensibilité verticale : 0,2 V/ Div
Période : T
Fréquence : F
2. Préciser s'il s'agit d'une onde sonore, infra-sonore ou
ultrasonore. Justifier votre réponse.
C’est une onde sonore, sa fréquence est est comprise
entre 20 et 20000Hz
Radiologiste
C34 Echographie
Amélie réalise une échographie cardiaque
6
En échographie, pour explorer le cœur, on utilise des ondes de fréquence 2 MHz (M=10 ).
1 Quel type d’onde utilise-t-on ?
Les ondes utilisées sont des ondes ultrasonores
-1
2 Quelle est leur longueur d’onde dans les tissus cellulaires où leur vitesse de propagation est de l’ordre de 1500 m.s ?
Longueur d’onde : 
Or
D’où
3 Un échogramme du cœur donne deux temps de réponse t1 = 40 s et t2 = 100 s ; calculer la distance de la sonde aux
deux parois du cœur et en déduire l’épaisseur du cœur.
L’épaisseur du cœur est donc de 4.5 cm
4 Des mesures en échographie ont donné les résultats suivants
Décalage 0.26
0.38
0.52
0.64
temporel
(ms)
Distance 20
30
40
50
d(cm)
1500
1600
1500
1600
0.78
0.90
1.02
60
70
80
1500
1600
Moyenne : 1600m/s avec deux chiffres significatifs
Déterminer graphiquement et par un traitement statistique la vitesse du son dans ce milieu.
1600

Download Report